Устройство для электротермического бурения скважин

Устройство для электротермического бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвателями, патрубки для отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой, скважины , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем создания направленного подвода тепла к забою скважины и улучшения сбора и вывода из зоны забоя расплавленной породы, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены э кольцевом электронагревательном элементе. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно помещено в кожух, а патрубки размещены в дополнительных нагревателях , которыми снабжено устройство. 3.Устройство по пп. I и 2, отличающееся тем, что оно имеет термоизолирующие прокладки , установленные на наружной и внутренней поверхностях электронагревательного элемента со стороны, противоположной i забою. (Л 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки. ю со о СП 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3399362/22-03 (22) 18.02.82 (46) 15.06.83. Бюл. № 22 (72) Н. Д. Нечаев, М. А. Бабец и Г. К. Ешимов (71) Белорусский научно-исследовательский геологоразведочный институт (53) 622.243.94 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 446655, кл. Е 2! С 37/18, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 399600, кл. Е 21 С 37/18, 1972 (прототип) . (54) (57) I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвателями, патрубки для отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой скважиÄÄSUÄÄ 1023054 A ны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем создания направленного подвода тепла к забою скважины и улучшения сбора и вывода из зоны забоя расплавленной породы, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены в кольцевом электронагревательном элементе.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно помещено в кожух, а патрубки размещены в дополнительных нагревателях, которыми снабжено устройство.

3. Устройство по пп. l и 2, отличающееся тем, что оно имеет термоизолирующие прокладки, установленные на наружной и внутреннейй поверхностях электрона гревател ьного элемента со стороны, противоположной забою.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки.

1023054

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для электротермического бурения скважин, например, во льду.

Известен электротермомеханический колонковый снаряд для бурения скважин в мерзлых породах, содержащий два подключенных к источнику энергии электрода, торцы которых оснащены породоразрушающими резцами, являющимися одновременно излучателями электромагнитной энергии, при этом электроды расположены коаксиально и пространство между ними заполнено диэлектрическим материалом (1) .

Недостатком данного устройства является то, ччо расплавленная горная порода, например лед, в процессе охлаждения затвердевает и оседает как на стенках скважины, так и на керне, что ведет к сужению пробуренной скважины и прихвату бурового снаряда или к заклиниванию керна в колонковой трубе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для электротермического бурения скважин с отбором керна во льду, содержащее кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорватели, патрубки для отвода талой воды, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой скважины (2).

К недостаткам известного электробура относится то, что в процессе бурения тепло, излучаемое электронагревательным элементом, рассеивается во все стороны равномерно и стенки скважины продолжают оплавляться даже после того, как участок скважины пробурен, что приводит к непроизводительным затратам энергии, снижает КПД электробура. При этом на стенки скважины энергии рассеивается значительно больше, чем концентрируется под

35 торцом электробура. Между стенками сква- 40 жины и электробуром образуется технологический зазор, что приводит к более интенсивному искривлению скважины, кроме того, в условиях низких температур расплавленная порода, отводимая по патрубкам, может застывать в них. Предложенная форма торца затрудняет сбор и вывод расплавленной породы из зоны забоя.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения путем создания направленного подвода тепла к забою сква- 0 жины, улучшения сбора и вывода из зоны забоя расплавленной породы, предотвращение ее застывания в отводных патрубках и снижение затрат тепловой энергии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для электротермического бурения скважин с отбором керна во льду, содержащем кольцевой электронагревательный элемент, присоединенную к нему колонковую трубу с кернорвателями, патрубки для отвода расплавленной породы, расположенные снаружи колонковой трубы, открытые концы которых обращены к забою буримой скважины, торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен вогнутым, а открытые концы патрубков установлены в кольцевом электронагревательном элементе.

Кроме того, устройство помешено в кожух, а патрубки размещены в дополнительных нагревателях, которыми снабжено устройство.

Устройство может иметь теплоизолирующие прокладки, установленные на наружной и внутренней поверхностях электронагревательного элемента со стороны, противоположной забою.

Торец электронагревательного элемента имеет поперечные конусные проточки.

Такое выполнение создает направленный подвод тепла к забою буримой скважины за счет концентрации .тепла в фокусе фокусировки, что значительно снижает расход тепловой энергии, повышает КПД устройства для скважин. Кроме того, оно в условиях низких температур, например при бурении льда, предотвращает застывание расплавленной породы в патрубках и улучшает сбор и вывод мерзлой породы на поверхность за счет того, что вогнутый торец кольцевого электронагревательного элемента выполнен с уклонами в сторону патрубков, а сами они заключены в кожух и снабжены нагревателями. Такое конструктивное выполнение устройства для электротермического бурения скважин, в котором торец кольцевого электронагревательного элемента, обращенный к забою буримой скважины, выполнен вогнутым, создает направленный подвод тепла к забою скважины.

На фиг. 1 изображено устройство для электротермического бурения скважин, разрез; на фиг. 2 — кольцевой электронагревательный элемент, развертка, выполненная по центральной окружности.

Устройство содержит кольцевой электронагревательный элемент 1, торец которого, обращенный к забою буримой скважины, выполнен вогнутым. Внутри кольцевого электронагревательного элемента 1 расположен электронагреватель 2. Наружные и внутренние поверхности кольцевого электронагревательного элемента 1 защищены теплоизолирующими прокладками 3 и 4.

К кольцевому электронагревательному элементу 1 присоединена колонковая труба 5 с кернорвателями 6. Патрубки 7 для отвода расплавленной породы расположены снаружи колонковой трубы 5 и своими открытыми концами, обращенными к забою буримой скважины, установлены в кольцевом электронагревательном элементе 1 по его

1023054

Й г. 2

Составитель О. Серегина

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 4173/20 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I !3035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 центральной окружности. Патрубки 7 снабжены нагревателями 8 и заключены в общий кожух 9. Вогнутый торец электронагревательного элемента разбит на участки по количеству патрубков и на каждом участке выполнены уклоны 10 в сторону патрубков.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении устройство устанавливают на забой и включают электро- 10 нагреватель 2, который разогревает кольцевой электронагревательный элемент 1.

3а счет направленной концентрации тепла вогнутой поверхностью кольцевого электронагревательного элемента 1 горная порода, 15 например лед, расплавляется. Устроиство под действием собственного веса по мере плавления забоя продвигается вниз. Расплавленная порода, образующаяся в результате плавления, направляется уклонами 1О в патрубки 7 и выводится на поверхность.

Нагреватели 8 излучают тепло, обеспечивающее ее незастывание. По мере заполнения колонковой трубы 5 в момент подьема устройства срабатывают кернорватели 6, и керн отрывается. На поверхности керн извлекается из устройства, и цикл работы повторяется. Теплоизолирующие прокладки

3 и 4 уменьшают затраты тепловой энергии.

Такое конструктивное выполнение устройства для электротермического бурения скважин, например, во льду создает направленный подвод тепла к забою скважины, что значительно снижает расход тепловой энергии. Кроме того, оно предотвращает застывание расплавленной породы в патрубках.